分享到:

液滴在液液接触塔中的前混返流模型

液滴在液液接触塔中的前混返流模型朱家文,周晓葵,王大为,陈葵,章寿华(华东理工大学化学工程研究所,上海200237)提要:为了描述液液接触塔中流体,特别是分散相的非理想流动,考虑了塔中分散相液滴直径分布及其本身的返混,提出了文题模型。实验结果表明,用该模型计算所得的停留时间分布曲线与实测曲线相符;该模型与液滴传质理论结合,可以较准确地预测塔的传质单元数。关键词:液液接触器;萃取塔;轴向混合;液滴尺寸分布;数学模型中图分类号:TQ028.32在逆流液液接触器(如萃取塔)中,由于流体的粘度较大,密度差较小,以及搅拌等因国家自然科学基金会和德国stiftungVolkswagenverk资助项目素,两相流动的轴向混和的影响是不可忽略的。在对这一问题的早期研究中,均把连续相和分散相都作为连续流体来处理,如扩散模型和返流模型等。进一步的深入研究发现,这些模型并不能很好地反映塔内分散相的实际流动和传质现象。由于液滴尺寸分布以及由此造成的液滴...  (本文共7页) 阅读全文>>

《化工学报》2016年12期
化工学报

液滴碰撞亲-疏水性组合壁面的数值分析

引言液滴碰撞现象广泛存在于自然界、农业及工业应用中,如雨滴滴落、农药喷洒、喷墨打印等。液滴铺展特性和碰撞结果与很多的实际应用相关,掌握其规律具有重要的意义,如在农药喷洒过程中,较大的铺展面积可以提高农药利用率并节约成本;在法医鉴定中,通过血液的铺展或溅射情况可以对罪犯的位置进行推断[1];在相变传热装置中,液滴弹跳现象可用于先进换热器的设计[2]。碰撞结果由液滴和壁面性质共同决定,受惯性力、黏性力和表面张力控制,用量纲1参数Reynolds数和Weber数进行表征。?ikalo等[3]综合研究了各因素对碰撞特性的影响。Marengo等[4]对液滴碰撞复杂壁面的特性进行了分析。李大树等[5]、梁超等[6]研究了壁面浸润性对碰撞结果及最大铺展因子的影响。Palacios等[7]对液滴附着与飞溅的临界条件进行了划分。随着材料制造技术的发展,人们已经不再满足于单一的均匀浸润性壁面。当壁面具有梯度浸润性时,液滴会自发地由疏水性区域向亲水性...  (本文共9页) 阅读全文>>

《物理学报》2017年01期
物理学报

中空液滴碰撞水平壁面数值分析

1引言液滴撞壁是自然界和工业技术领域中普遍存在的现象,如喷雾燃烧、喷雾干燥、喷墨打印和热喷涂等[1,2].考虑到液滴撞壁过程流动机理复杂,相界面拓扑结构变化较大,研究液滴撞壁过程不仅能够丰富自由界面气液两相流动理论,而且对喷雾技术的工程应用有重要指导意义[3].近年来,国内外学者对实心液滴撞壁研究做出了许多贡献.Rioboo等[4]采用高速摄像仪对实心液滴碰撞水平干壁面现象进行了可视化研究,发现实心液滴撞壁后主要呈现出黏附、铺展、破碎和飞溅等特征.毕菲菲等[5]实验观测了不同实心液滴撞击固体表面的动力学形态变化,并探讨了撞击参数对液滴形态的影响,研究表明液滴黏度和表面张力的共同作用决定了液滴的振荡特性,液滴最大铺展因子随撞击速度的增大而增大,且液滴达到最大铺展因子所需时间与表面张力密切相关.李大树等[6]采用液体体积(VOF)法数值分析了柴油液滴碰撞水平干壁面的过程,揭示了液滴撞壁流动传热及破碎机制,并建立了柴油液滴碰撞水平干壁...  (本文共10页) 阅读全文>>

《工程热物理学报》2017年01期
工程热物理学报

竖直表面液滴运动的数值模拟

〇引言结霜现象广泛存在于空调制冷、航空航天等领域,霜层可増加换热热阻,阻塞流道,危害极大,因此需要对结霜表面周期性的融霜、除霜。在融霜过程中,霜融化水的排液过程实质上是液滴在表面的运动过程,因此液滴在表面的运动行为值得研究。许多学者针对液滴在表面的受力、运动形貌等做了研究。水平理想表面上静止液滴的受力及接触角可用Young方程W来描述,当液滴小于毛细尺度&31时,液滴的形貌可认为是一个球冠,然而当表面倾斜和液滴运动时,重力和黏附力的影响便不可忽略,液滴的形貌和动态接触角则更加复杂。Extrand等W研究了静止液滴在倾斜表面上的受力情况,认为液滴所受黏附力正比于前进、后退接触角余弦之差,且与三相接触线长宽比呈正比。ElSherbini等I5,6]通过实验研究了不同倾斜表面上液滴的形貌,总结了液滴接触角随方位角的变化规律,认为静止液滴的接触角与基底方位角满足三次多项式关系,只需确定最大接触角和最小接触角,就能得出任意方位角所对应的接...  (本文共4页) 阅读全文>>

《工程热物理学报》2017年02期
工程热物理学报

超疏水表面上多液滴合并触发液滴弹跳现象的理论分析

〇引言近年来,超疏水表面已成为学者们研究的热点.2009年,Boreyko和Chen W发现超疏水表面上的冷凝液滴在合并过程中可发生自发的弹跳现象。该液滴弹跳现象在自清洁、强化冷凝传热、防结霜等工程领域具有广阔的应用前景^41。液滴弹跳现象已经引起了许多学者的关注。一方面,学者们已经在许多自然的超疏水表面上,比如荷叶表面、壁虎皮肤表面和蝉翅表面,观察到了冷凝液滴弹跳的现象%5,6);另一方面,学者们人工制备了许多种含有多级表面结构的超疏水表面,并进行了冷凝实验,也观察到了明显的液滴弹跳行为[7,8]。研究一致认为,液滴弹跳是由两个液滴合并触发的,液滴合并时会释放多余的表面能,并转化为动能驱动液滴弹跳而起,因此,可以通过表面张力-惯性力量纲分析来计算弹跳速度[1]。然而,当液滴尺寸小于30(xm时,采用该方法计算的液滴弹跳速度明显大于实验值,且变化趋势与实验值相反。为了解决这些问题,学者们建立了多个理论模型,不仅考虑了表面能与动能...  (本文共6页) 阅读全文>>

《南京工业大学学报(自然科学版)》2016年06期
南京工业大学学报(自然科学版)

超疏水冷表面上液滴冻结的可视化观测

(1.南京师范大学能源与机械工程学院,江苏南京210042;2.江苏省能源系统过程转化与减排技术工程实验室,江苏南京210042)当暴露在湿空气中的冷表面温度低于露点温度时,空气中水蒸气会在冷表面凝结。当冷表面温度继续降低时,已凝结的液滴会发生冻结,最终在冷表面上产生霜层。霜层的产生会增加换热器传热热阻,降低换热设备传热效率,从而增加运行能耗,严重时还会阻塞空气通道,损坏换热设备。因此,探究有效的抑霜方法无疑具有重要的工程应用价值。普遍认为,冷表面结霜生长过程可分为初始霜核形成、霜晶生长和霜层充分生长3个阶段[1]。而现在针对后2个结霜生长阶段的抑霜/除霜研究相对较多[2-5],对结霜初始阶段尤其是抑制冷表面液滴冻结的研究较少。然而液滴冻结,作为结霜生长的开始,无疑对后续霜层生长产生重要影响。因此,对延迟冷表面液滴冻结的研究无疑具有重要意义。王皆腾等[6-7]研究了不同液体在冷铜表面上的冻结过程,指出液滴冻结变形是液固相变体积膨...  (本文共8页) 阅读全文>>